Win10 IoT C#开发 6 - 4x4矩阵键盘扫描

Windows 10 IoT Core 是微软针对物联网市场的一个重要产品，与以往的Windows版本不同，是为物联网设备专门设计的，硬件也不仅仅限于x86架构，同时可以在ARM架构上运行。

上一章我们讲了 Win10 IoT 如何对本地 IoT 设备内嵌 SQLite 数据库进行 CURD 操作 ，这章我们来学习如何使用 GPIO Pin 扫描4x4矩阵键盘按键状态。如果对安装部署过程还不熟悉可以参考前几篇文章，Raspberry安装 IoT系统及搭建开发环境(http://www.cnblogs.com/cloudtech/p/5562120.html)，创建 IoT应用及三种部署方法(http://www.cnblogs.com/cloudtech/p/5637983.html)。

准备工作:

刷好Win 10 IoT Core系统的 Raspberry Pi 2

部署Visual Studio 2015开发环境的PC

4x4矩阵键盘

GPIO扩展板

IDC排线

杜邦线

面包板

实验目标： 在4x4矩阵键盘上按下按键后，在程序界面上显示对应的按键字符。

1.安装元器件

首先将 GPIO扩展板 安装到面包板上，再通过 IDC排线 与 Raspberry Pi 2 的 GPIO 接口连接。

4x4矩阵键盘电路图

行线R0-3分别与Pin5、Pin6、Pin13、Pin19 引脚连接。

列线C0-3分别与Pin12、Pin16、Pin20、Pin21 引脚连接。

2.编写代码

打开 VS 2015 点击 New Project 在Visual C# -> Windows -> Universal 中找到 Blank App (Universal Windows) 项目模板，选中模板输入项目名称后点击OK按钮创建项目。

 项目创建完成后，在Reference Manager Extensions中 勾选Windows IoT Extensions for the UWP 添加 IoT扩展。

程序启动后获取默认GPIO控制器，对引脚进行初始化。

行线R0-3设置为输入端，20ms延时消抖，检测到高电平认为有按键按下，对列线逐一扫描确认。

列线C0-3设置为输出端高电平。

键码映射表如下

行线R0-3对应键码低4位。

列线C0-3对应键码高4位。

这里为了简便把MainPage.cs作为ViewModel，来实现INotifyPropertyChanged接口完成一个简易的MVVM框架。

代码如下:

namespace CloudTechIot6
{//http://www.cnblogs.com/cloudtech//cloudtechesx@gmail.compublic sealed partial class MainPage : Page, INotifyPropertyChanged{#region Fileds//GPIO控制器//Gpio Controllerprivate GpioController _gpioController;//引脚集合//Pin Collectionprivate GpioPin[] _pins;//键码表//KeyCode Tableprivate Dictionary<byte, char> _keyMaps;private bool _initCompleted;#endregion#region Eventspublic event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;#endregion#region Propertiesprivate string _msg;//键码//Key Codepublic string Msg{get{return _msg;}set{_msg = value;OnPropertyChanged(this, new PropertyChangedEventArgs("Msg"));}}public string FreshTime{get{return _freshTime;}set{_freshTime = value;OnPropertyChanged(this, new PropertyChangedEventArgs("FreshTime"));}}private string _freshTime;#endregion#region Constructorpublic MainPage(){this.InitializeComponent();this.DataContext = this;_initCompleted = false;_keyMaps = new Dictionary<byte, char>();InitKeyMaps();//获取默认GPIO控制器//Get Default Gpio Controller_gpioController = GpioController.GetDefault();if (null == _gpioController){throw new Exception("GpioController init failed");}//初始化 GPIO Pin//Init GPIO 引脚_pins = new GpioPin[] { _gpioController.OpenPin(5), _gpioController.OpenPin(6), _gpioController.OpenPin(13), _gpioController.OpenPin(19), _gpioController.OpenPin(12), _gpioController.OpenPin(16), _gpioController.OpenPin(20), _gpioController.OpenPin(21) };for (int i = 0; i < 8; i++){//设置为输入并监听引脚电平变化//set input mode and listen pin level changeif (i < 4){_pins[i].SetDriveMode(GpioPinDriveMode.Input);_pins[i].DebounceTimeout = TimeSpan.FromMilliseconds(20);_pins[i].ValueChanged += (GpioPin sender, GpioPinValueChangedEventArgs args) =>{lock (this)//高电平//high level if (_initCompleted && GpioPinEdge.RisingEdge == args.Edge)//扫描列线//scan column pinfor (int j = 4; j < 8; j++){_pins[j].Write(GpioPinValue.Low);if (GpioPinValue.Low == sender.Read()){//获取生成键码并输出到界面//generate keycode and print on UIMsg = _keyMaps[(byte)((1 << ToIndex(sender)) | (1 << j))].ToString();FreshTime = DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss");_pins[j].Write(GpioPinValue.High);break;}_pins[j].Write(GpioPinValue.High);}};}//设置为输出高电平//set output high levelelse{_pins[i].SetDriveMode(GpioPinDriveMode.Output);_pins[i].Write(GpioPinValue.High);}}Msg = "Push Button";//初始化完成//initialize completed_initCompleted = true;}#endregion#region Methods//MVVM依赖属性通知事件private async void OnPropertyChanged(object sender, PropertyChangedEventArgs e){await this.Dispatcher.RunAsync(Windows.UI.Core.CoreDispatcherPriority.Normal, () => { PropertyChanged?.Invoke(sender, e); });}//初始化键码表//initialize keycodeprivate void InitKeyMaps(){_keyMaps.Add(0x88, '1');_keyMaps.Add(0x84, '2');_keyMaps.Add(0x82, '3');_keyMaps.Add(0x81, 'A');_keyMaps.Add(0x48, '4');_keyMaps.Add(0x44, '5');_keyMaps.Add(0x42, '6');_keyMaps.Add(0x41, 'B');_keyMaps.Add(0x28, '7');_keyMaps.Add(0x24, '8');_keyMaps.Add(0x22, '9');_keyMaps.Add(0x21, 'C');_keyMaps.Add(0x18, '*');_keyMaps.Add(0x14, '0');_keyMaps.Add(0x12, '#');_keyMaps.Add(0x11, 'D');}//获取行线索引//get row pin indexprivate int ToIndex(GpioPin pin){int result = -1;for (int i = 0; i < _pins.Length; i++){if (pin.Equals(_pins[i])){result = i;break;}}if (0 > result){throw new Exception("Unknow Pin Index");}else{return result;}}#endregion}
}

3.调试代码

为Raspberry连接电源及网线，连接HDMI显示器。接通电源待系统启动完成后显示器上会显示当前IoT设备的IP地址。

在 Visual Studio 2015 的工具栏中选择 Remote Machine 进行调试，IP地址输入设备对应地址。点击运行后会自动部署到设备上。

这里要注意平台要选择ARM。

程序启动后按下4x4矩阵键盘上的按键后，程序界面上显示对应的按键字符，与预期结果一致。

到这里C#操作 Win10 IoT设备的4x4矩阵键盘过程就完成了，如果对代码有优化的建议，欢迎留言或发邮件给我(cloudtechesx@gmail.com)。也可以扫描下面的二维码加我的微信号查看以前的文章。

完整项目源码 GitHub https://github.com/CloudTechx/CloudTechIot 的 CloudTechIot6 目录下。

Win10 IoT C#开发 1 - Raspberry安装IoT系统及搭建开发环境 http://www.cnblogs.com/cloudtech/p/5562120.html
Win10 IoT C#开发 2 - 创建基于XAML的UI程序 及 应用的三种部署方法 http://www.cnblogs.com/cloudtech/p/5637983.html
Win10 IoT C#开发 3 - GPIO Pin 控制发光二极管 http://www.cnblogs.com/cloudtech/p/5617902.html
Win10 IoT C#开发 4 - UART 串口通信 http://www.cnblogs.com/cloudtech/p/5518306.html
Win10 IoT C#开发 5 - 操作 IoT 设备内嵌 SQLite 数据库 CURD http://www.cnblogs.com/cloudtech/p/5657123.html

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